针对Shank3B小鼠在两性别间行为特征的绘制

研究背景

自闭症谱系障碍（ASD）是一组以社交和重复性行为异常为特征的复杂精神疾病。Shank3B突变的ASD小鼠模型在研究中应用广泛，然而，该模型的行为表型并未完全阐明。本研究运用三维运动捕捉系统和线性判别分析，全面记录和分析了雄性和雌性Shank3B突变小鼠的行为模式，发现两性均复制了ASD的核心和伴随症状，且存在显著的性别差异。此外，Shank3B杂合子敲除小鼠呈现与野生型和纯合子敲除小鼠差异明显的自闭症行为。这些发现支持在自闭症研究中包括两性别以及使用实验手段来高效刻画临床相关的杂合子转基因模型。

论文来源

本研究由刘婧婧、叶家琳、计春园、任文颖、何友伟、徐富强、王峰等人完成，来源自《神经科学公报》（Neurosci. Bull.），该文已接收，发表于2023年11月20日，作者单位为中国科学院深圳先进技术研究院、深港脑科学创新研究院、中国科学院大学。

研究细节

实验流程

实验纳入了114只12-16周大的Shank3B杂合子敲除、纯合子敲除以及对应的野生型小鼠。采用三维运动捕捉系统收集小鼠自发行为数据，通过追踪16个关键身体部位来重建小鼠的骨架，并运用非监督聚类方法，识别出40种行为动作。通过行为图谱分析工具，将这些行为动作进一步细化为13种主要的行为移动，并对应5个行为集群。

研究结果

研究发现，不同基因型的Shank3B突变小鼠在两性别之间展现出不同的自发行为特征。KO小鼠（敲除）在两性别上都表现出显著减少的步行、跳跃等运动，且增加了梳理（代表ASD中的刻板动作）行为。杂合子小鼠在两性别上呈现与KO小鼠不同的行为特征，显示出显著的梳理增加和运动减少。分析还表明，性别差异在不同基因型小鼠间均有表现，特别是在WT（野生型）中差异最为显著。

结论与意义

研究结果指出，包括雌雄小鼠在内的研究不仅提供了更全面的Shank3B突变小鼠的行为数据，而且可能提高了ASD研究的转化效率。这项研究对于理解基因型与表型之间的相关性，发现在ASD动物模型中不同性别的神经病理机制将有助于深入了解Shank3B相关ASD患者的病理机制。

研究亮点

• 三维运动捕捉系统的引入，允许研究者捕捉小鼠更为广泛的行为动作谱。
• 研究包含了两性别的Shank3B小鼠，有助于更全面地理解性别在ASD行为特征上的影响。
• 杂合子小鼠的纳入使得实验模型更接近临床ASD案例，提升了研究的临床相关性。